胶粉改性沥青的性能研究

研究胶粉改性沥青(CRMA)的性能，尤其是CRMA的长期稳定性和循环稳定性，并分析制备工艺、胶粉品种、胶粉粒径以及混合时间对CRMA稳定性和常规性能的影响。结果表明，采用试验工艺制备的CRMA具有良好的稳定性，离析温度均低于2℃；CRMA常规性能受制备工艺、胶粉种类和混合时间等因素影响显，但对胶粉粒径的依赖性不大；最佳混合时间一般约为4h。     

废胶粉改性沥青的储存过程及胶粉粒径的影响

为研究存储过程中废轮胎胶粉改性沥青(CRMA)的性能下降问题,对期间CRMA流变学性能及胶粉(CR)的变化进行了考察。动态剪切流变(DSR)结果表明,CR网络结构的破坏使得CRMA的复数模量减小,相位角增大。CRMA中的残余CR的热重及扫描电镜的分析结果揭示了CR网络结构的降解是由表及里的持续过程。不同粒径CR改性的CRMA的存储实验表明,小CR粒径的CRMA制备完成的即时性能最好,而CR粒径较大的CRMA存储前后的性能变化最小。     

温拌橡胶沥青混合料路用性能及应用研究

废旧轮胎经加工处理后可形成再生应用于道路建设行业中的胶粉材料,以橡胶粉为研究对象,以温拌技术为基础,选取了AC-13和SUP-20两种不同级配,研制了掺不同胶粉数量的温拌橡胶沥青混合料,通过混合料高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害性、抗疲劳性的综合性能对比分析,探究了温拌橡胶沥青混合料路用性能的影响规律。研究表明:胶粉掺量在25%时混合料的路用性能达到较好状态。最后从工程应用角度对温拌橡胶沥青混合料的施工工艺进行总结,研究对于温拌橡胶沥青混合料技术的推广应用具有重要意义。     

胶粉改性沥青的流变特性及改性机理

研究了胶粉改性沥青(CRMA)母料的流变特性,考察了混合时间及混合温度对CRMA母料流变特性的影响,提出并验证了胶粉对沥青改性的"力化学"机理。结果表明,与基质沥青相比,CRMA母料的表观黏度较高,黏流活化能与非牛顿指数较低,加入胶粉显著降低了沥青流变特性对剪切速率和温度变化的敏感性;提高混合温度与延长混合时间对CRMA母料流变特性的影响较大,最佳的混合时间为2h;胶粉与沥青混合过程中,混合体系的温度和胶粉的降解度随着混合时间的延长而增大,且在混合时间为2h时,80%以上的胶粉已发生降解;改性机理符合"力化学"原理。     

基于体积性能平衡方法的胶粉改性沥青TOM-10混合料的性能研究

为解决公路超薄层罩面病害和体积设计方法的不足,以胶粉和SBS改性沥青为原料制备高性能胶粉改性沥青,采用体积性能平衡设计方法,对胶粉改性沥青TOM-10混合料进行配合比设计,对胶粉改性沥青TOM-10混合料的路用性能进行分析,并与SBS改性沥青TOM-10混合料进行对比。结果表明：胶粉改性沥青的耐高、低温和耐老化性能均优于SBS改性沥青;采用体积性能平衡设计方法设计的胶粉改性沥青TOM-10混合料的动稳定度、残留稳定度、劈裂强度比和最大弯拉应变均远大于规范要求;胶粉改性沥青TOM-10混合料的高温稳定性能、抗水损害性能、低温抗裂性能和耐疲劳性能优于SBS改性沥青TOM-10混合料,胶粉的加入可以提升沥青混合料的耐久性能。     

表面活化处理胶粉改性沥青的性能

用液体不饱和聚合物增容剂对废旧轮胎胶粉进行表面活化处理,制备了废旧轮胎胶粉改性沥青(CRMA),考察了其储存稳定性,并与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的流变性能进行比较.结果表明,经表面活化处理的胶粉在基质沥青中的分散性得到明显改善;与胶粉直接改性沥青相比,活化胶粉改性沥青的储存稳定性好;基质沥青、SBS改性沥青、活化胶粉改性沥青三者相比,以最后者的高温抗车辙性能、抗疲劳开裂性能和抗低温开裂性能最好,基质沥青最差.     

胶粉改性沥青的老化及再生

制备了胶粉改性沥青(CRMA)并在实验室中进行老化,并在老化后的CRMA中添加苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、橡胶油、胶粉进行再生。以SBS质量分数、橡胶油质量分数、胶粉质量分数以及再生温度作为四因素进行正交实验,并对结果进行极差和方差分析,探究各因素对再生CRMA性质的影响,并对其进行了优化。实验结果表明,各因素对再生CRMA性质影响程度大小依次为:温度、SBS质量分数、橡胶油质量分数、胶粉质量分数;优化结果为:SBS的质量分数为1%,橡胶油的质量分数为6%,胶粉的质量分数为7%,再生温度为200℃,在此方案下制备的再生CRMA各项性质符合中石化CRMA-Ⅲ类标准。     

基于体积性能平衡设计方法的胶粉改性沥青TOM-10混合料的性能研究

为解决公路超薄层罩面病害和体积设计方法的不足,以胶粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体(SBS)改性沥青为原料制备高性能胶粉改性沥青,采用体积性能平衡设计方法,对胶粉改性沥青TOM-10混合料进行配合比设计,对胶粉改性沥青TOM-10混合料的路用性能进行分析,并与SBS改性沥青TOM-10混合料进行对比。结果表明:胶粉改性沥青的耐高、低温和耐老化性能均优于SBS改性沥青;采用体积性能平衡设计方法设计的胶粉改性沥青TOM-10混合料的动稳定度、残留稳定度、劈裂强度比和最大弯拉应变均远大于规范要求;胶粉改性沥青TOM-10混合料的高温稳定性能、抗水损害性能、低温抗裂性能和耐疲劳性能优于SBS改性沥青TOM-10混合料,胶粉的加入可以提升沥青混合料的耐久性能。     

胶粉改性沥青混合料路用性能研究

采用车辙试验和冻融劈裂试验,系统研究了胶粉掺量、胶粉目数和双氧水掺量3个不同因素对胶粉改性沥青混合料的路用性能的影响规律。结果表明,随着胶粉掺量和胶粉目数的增加都可以提高胶粉改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,但超过一定量后,对其路用性能的改善作用很小,甚至会降低,因此最佳胶粉掺量为21 %、最佳胶粉目数为250 μm;同时双氧水也可以改善胶粉改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性。     

废轮胎胶粉/改性沥青混合料性能的研究

将废轮胎胶粉掺入改性沥青中,再与石料混合制得废轮胎胶粉/改性沥青混合料,并研究其性能.结果表明,废轮胎胶粉与改性沥青质量百分比分别为0.10%.20%和30%的废轮胎胶粉/改性沥青混合料的适宜油石比分别为4.6%～5.1%.4.5%～5.1%.4.3%～4.7%和4.2%～4.6%.废轮胎胶粉与改性沥青的质量百分比为10%～20%时,混合料的高温稳定性较佳;添加废轮胎胶粉有助于提高改性沥青混合料的高温稳定性、低温性能和水稳定性.     

高胶粉含量改性沥青的稳定化制备及路用性能

研究了剪切时间、剪切温度以及胶粉、交联剂和活化剂用量对胶粉改性沥青性能的影响。结果表明,提高胶粉用量会增大体系的黏度,交联剂在增大体系黏度的同时也改善了其耐老化性能和高温储存稳定性,活化剂的加入可以降低体系黏度并提高其高温储存稳定性。在剪切时间为45 min和剪切温度为180℃的条件下,通过添加质量分数为25%的胶粉、占胶粉质量0.5%的交联剂以及少量的活化剂制备了高温储存稳定性及其他性能良好的胶粉改性沥青。对所制备胶粉改性沥青在沥青混合料密级配AC-16中的应用性能进行了检测,各项指标均能满足相关技术标准的要求。     

Thermooxidative aging mechanism of crumb‐rubber‐modified asphalt

We investigated the thermooxidative aging mechanism of crumb‐rubber‐modified asphalts (CRMAs) by tracing the evolution of the chemical structure and physical properties of CRMA during aging. The chemical structural evolution of crumb rubber (CR) in various aged CRMAs was characterized by measurement of the crosslink structure and composition of extracted CR. The residual asphalt of the aged CRMA was investigated by IR spectroscopy. The physical properties of CRMA were characterized by conventional testing before and after aging. We found that the change in the physical properties of CRMA correlated well with both the evolution of the rubber network and the oxidation of asphalt. The thermooxidative aging resistance of CRMA was improved with increasing CR dosage; this further illustrated that aging promoted the dissolution of CR into asphalt. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43323.     

Analysis of the performance and mechanism of desulfurized rubber and low-density polyethylene compound-modified asphalt

Desulfurized rubber (DR) and low-density polyethylene (LDPE) were used to modify bitumen. The basic physical properties, rheological properties, chemical composition, thermogravimetric behavior, and morphological characteristics were determined and evaluated to analyze the performance and mechanism of DR and LDPE compound-modified asphalt. A series of experiments (e.g., conventional test methods, rotational viscosity, storage stability, and dynamic shear rheometer tests), Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis–differential scanning calorimetry, fluorescence microscopy, and atomic force microscopy were conducted. The results revealed that DR-modified asphalt (DRMA) had increases in the penetration, ductility, softening point, and penetration index by 30.2, 22.3, 3.5, and 11.1%, respectively, over the crumb rubber-modified asphalt (CRMA). The compatibility between the asphalt and modifier is better for DRMA than for CRMA. These findings indicate that DRMA has a better pavement performance than CRMA. Furthermore, compared with DR-modified bitumen, LDPE inclusions increased the value of G*/sin δ by at least 75.9% and improved the thermal properties. Morphological observations confirmed that the DR/LDPE additives were better dispersed than crumb rubber and formed a more homogeneous phase separation in the asphalt. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 48194.     

废橡胶颗粒沥青混合料级配组成的优化

应用星点设计-效应面优化法进行废橡胶颗粒沥青混合料级配组成的优化设计,运用SPSS软件分析实验结果,描绘了橡胶颗粒掺量、粗集料用量和粗橡胶颗粒用量等影响因素的效应面,建立了相应的数学模型,得到了橡胶颗粒沥青混合料的最优级配组成。结果表明,当橡胶颗粒掺量为2.0%~6.0%、粗集料用量为60.0%~75.0%、粗橡胶颗粒用量为30.0%~60.0%时,橡胶颗粒沥青混合料综合性能最优;将星点设计-效应面优化法应用于橡胶颗粒沥青混合料的级配组成优化是可行的。     

橡胶改性沥青的研究与道路应用

废橡胶粉改性沥青在交通和建筑等领域的研究与应用,是我国橡胶行业走可持续发展道路的重要内容。目前我国废橡胶粉用于改性沥青的筑路技术已经取得了很大的进展。橡胶沥青是采用废旧轮胎经过粉碎后制成的胶粉作为改性剂,再通过一定的生产工艺得到能够改善混合料性能的沥青结合料。概述了橡胶粉的组成和橡胶沥青的特点、国外胶粉用于筑路技术的发展历程及我国胶粉在筑路中的发展和应用情况。介绍了橡胶沥青在国内外的成功应用经验、特点和指标性能的影响因素。     

响应面法优化制备LDHs-CRMA复合改性沥青及其表征

采用熔融共混法,以克拉玛依90^#沥青为原料,Mg-Al水滑石(LDHs)与废橡胶粉(CR)作为改性剂,制备了具有抗紫外老化性能的水滑石/废胶粉复合改性沥青(LDHs/CRMA),并对其软化点、针入度指数(PI)、延度进行了测试。通过Hassan数学方法将三个指标“归一化”得到总评“归一值”,采用响应面分析法建立总评“归一值”与各因素之间的Box-Behnken数学模型,得到了LDHs/CRMA的最优制备工艺条件为：剪切温度173℃、剪切时间89 min、剪切速率3500 r/min。通过紫外老化模拟实验对复合改性沥青的抗老化性能进行了评价,结果表明,引入水滑石可以减少沥青老化过程中含氧官能团的产生,抗紫外老化性能得到了明显提高。     

废旧轮胎橡胶颗粒在沥青混合料中的应用

为了探索废旧橡胶轮胎回收再利用的新途径,研究了橡胶颗粒沥青混合料的级配及拌和、成型方法,并通过车辙实验、低温小粱弯曲实验和冻融劈裂实验等分析了橡胶颗粒沥青混合料的高低温性能和抗水损害性能等基本路用性能。论证了将废旧轮胎橡胶颗粒作为骨料应用于筑路用的沥青混合料的可行性。     

废轮胎橡胶粉改性沥青混合料的性能研究进展

介绍了国内外废轮胎橡胶粉的分类、物理和化学指标及其改性沥青的性能指标,对北京地区路用废轮胎橡胶粉改性沥青混合料的性能指标提出了建议,并对废轮胎橡胶粉改性沥青混合料的路用性能进行了分析,指出将废轮胎橡胶粉改性沥青用于道路建设是资源再利用的一条有效途径。     

Utilization of sulfur and crumb rubber in asphalt modification

In this study, waste crumb rubber and sulfur were utilized to enhance the performance of asphalt binder for pavement applications. About 20–50% of sulfur and 1–6% crumb rubber were used. Melt properties were investigated using thermal analysis, dynamic and steady shear rheology, and artificial aging. Rheological tests were carried out in ARES rheometer. Both steady and dynamic shear rheology showed that crumb rubber improved the viscoelastic properties of the sulfur‐extended asphalt binder. Crumb rubber modification reduced temperature susceptibility of sulfur/asphalt, and increased the upper grading (performance) temperature of sulfur asphalt. The combined effect of sulfur and crumb rubber reduced the activation energy compared with that of pure asphalt. Zero‐shear viscosity and strategic highway research program rutting parameter (G*/sinδ) improved by crumb rubber incorporation into the sulfur asphalt binder. Short‐term aging improved G*/sinδ with slight increase in activation energy. The addition of sulfur to asphalt matrix increased the viscoelastic properties (G′ and G″) of sulfur asphalt. The addition of crumb rubber to sulfur asphalt enhanced the temperature resistance of the binder. Utilization of waste crumb rubber and sulfur in asphalt modification proved to enhance asphalt pavement life. In addition, utilization of such wastes can help in meeting the extra demand for asphalt, reduce the pavement cost, and help in solving a waste disposal problem. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40046.